O pão produzido de massa congelada tem sido aprimorado pelos avanços tecnológicos e diferentes formulações, porém ainda apresenta problemas como fermentação prolongada, baixo volume, textura e desempenho variados. O efeito do congelamento pode ser minimizado através do uso de aditivos e ingredientes adequados para a elaboração da massa. Entretanto o mecanismo de fortalecimento devido aos aditivos como, por exemplo, o emulsificante não é completamente conhecido. A análise térmica é uma ferramenta útil para pesquisa, desenvolvimento e controle de qualidade de alimentos, pois permite o estudo das alterações na sua estrutura durante um tratamento térmico. O objetivo do trabalho foi estudar a influência do uso de aditivos de panificação sobre o comportamento da massa de pão francês após ciclos de congelamento e descongelamento. O trabalho experimental foi dividido em quatro etapas: na primeira, diferentes formulações foram produzidas com os componentes estearoil-2-lactil lactato de cálcio (CSL), polisorbato 80 (PS80) e gordura vegetal hidrogenada (GVH); na segunda etapa foi realizado um projeto de mistura com três componentes (CSL, PS80 e ésteres de ácido diacetil tartárico de mono e diglicerídio - DATEM); na terceira foi estudada a influência do ácido ascórbico sobre as características reológicas e os eventos determinados através de Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) afim de otimizar o uso destes aditivos em massas congeladas. A análise térmica mostrou-se adequada aos eventos de congelamento e descongelamento, porém não em relação aos eventos relativos aos aquecimentos. A resistência à extensão bem como a extensibilidade da massa foram influenciadas pelo tempo de armazenamento congelado. Na quarta etapa do projeto, foram produzidos pães franceses à partir de massas com a mistura (0,3 % de PS80 e 0,2 % de DATEM sobre a farinha de trigo) e dois níveis de ácido ascórbico (0 e 200 ppm). Volume específico, perfil de textura, conteúdo de água e medida da produção de gás e tolerância da massa durante a fermentação foram determinados. Os pães produzidos com a adição de ácido ascórbico apresentaram maiores volumes específicos e menores valores para os parâmetros de textura dos pães (firmeza, elasticidade, coesividade e mastigabilidade). / Bread produced from frozen dough has been improved due to technological advances and formulation, however it still presents problems like long proofing, low specific volume, varied texture and performance. The effect of freezing can be minimized by use of additives and adequate ingredients. The mechanism of dough strengthening due to use of additives, such as emulsifiers, is not fully understood. Thermal analysis is a useful tool for food research, development and quality control, because it provides information on food structural changes during thermal treatment. The goal of this research is to study the influence of additives in bread making on French bread dough after a freeze-thaw cycles. The experimental part consists of four parts: in the first, different formulations were produced with the components calcium stearoyl-2-lactylate (CSL), polysorbate 80 (PS80) and vegetable shortening (VGH); in the second, a mixture design with three components (CSL, PS80 and diacetyl tartaric esters of mono and digliceride – DATEM) was made; in the third, influence of ascorbic acid was studied on rheological measurement and events determined by differential scanning calorimetry (DSC) to optimize the use of additives on frozen dough. Thermal analysis was adequate for the freeze-thaw events, however not for the heating events. Resistance to extension and dough extensibility were influenced by storage time. In the fourth part, French breads from frozen dough were produced with the mixture (0,3 % of PS80 and 0,2 % of DATEM in flour basis) and two levels of ascorbic acid. Specific volume, texture profile, water content, gas production and mass tolerance during proofing were determined. Breads made with ascorbic acid addition presented a higher specific volume and lower values for texture profile (firmness, springiness, cohesiveness and chewiness).

O pão produzido de massa congelada tem sido aprimorado pelos avanços tecnológicos e diferentes formulações, porém ainda apresenta problemas como fermentação prolongada, baixo volume, textura e desempenho variados. O efeito do congelamento pode ser minimizado através do uso de aditivos e ingredientes adequados para a elaboração da massa. Entretanto o mecanismo de fortalecimento devido aos aditivos como, por exemplo, o emulsificante não é completamente conhecido. A análise térmica é uma ferramenta útil para pesquisa, desenvolvimento e controle de qualidade de alimentos, pois permite o estudo das alterações na sua estrutura durante um tratamento térmico. O objetivo do trabalho foi estudar a influência do uso de aditivos de panificação sobre o comportamento da massa de pão francês após ciclos de congelamento e descongelamento. O trabalho experimental foi dividido em quatro etapas: na primeira, diferentes formulações foram produzidas com os componentes estearoil-2-lactil lactato de cálcio (CSL), polisorbato 80 (PS80) e gordura vegetal hidrogenada (GVH); na segunda etapa foi realizado um projeto de mistura com três componentes (CSL, PS80 e ésteres de ácido diacetil tartárico de mono e diglicerídio - DATEM); na terceira foi estudada a influência do ácido ascórbico sobre as características reológicas e os eventos determinados através de Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) afim de otimizar o uso destes aditivos em massas congeladas. A análise térmica mostrou-se adequada aos eventos de congelamento e descongelamento, porém não em relação aos eventos relativos aos aquecimentos. A resistência à extensão bem como a extensibilidade da massa foram influenciadas pelo tempo de armazenamento congelado. Na quarta etapa do projeto, foram produzidos pães franceses à partir de massas com a mistura (0,3 % de PS80 e 0,2 % de DATEM sobre a farinha de trigo) e dois níveis de ácido ascórbico (0 e 200 ppm). Volume específico, perfil de textura, conteúdo de água e medida da produção de gás e tolerância da massa durante a fermentação foram determinados. Os pães produzidos com a adição de ácido ascórbico apresentaram maiores volumes específicos e menores valores para os parâmetros de textura dos pães (firmeza, elasticidade, coesividade e mastigabilidade). / Bread produced from frozen dough has been improved due to technological advances and formulation, however it still presents problems like long proofing, low specific volume, varied texture and performance. The effect of freezing can be minimized by use of additives and adequate ingredients. The mechanism of dough strengthening due to use of additives, such as emulsifiers, is not fully understood. Thermal analysis is a useful tool for food research, development and quality control, because it provides information on food structural changes during thermal treatment. The goal of this research is to study the influence of additives in bread making on French bread dough after a freeze-thaw cycles. The experimental part consists of four parts: in the first, different formulations were produced with the components calcium stearoyl-2-lactylate (CSL), polysorbate 80 (PS80) and vegetable shortening (VGH); in the second, a mixture design with three components (CSL, PS80 and diacetyl tartaric esters of mono and digliceride – DATEM) was made; in the third, influence of ascorbic acid was studied on rheological measurement and events determined by differential scanning calorimetry (DSC) to optimize the use of additives on frozen dough. Thermal analysis was adequate for the freeze-thaw events, however not for the heating events. Resistance to extension and dough extensibility were influenced by storage time. In the fourth part, French breads from frozen dough were produced with the mixture (0,3 % of PS80 and 0,2 % of DATEM in flour basis) and two levels of ascorbic acid. Specific volume, texture profile, water content, gas production and mass tolerance during proofing were determined. Breads made with ascorbic acid addition presented a higher specific volume and lower values for texture profile (firmness, springiness, cohesiveness and chewiness).

A qualidade global da massa de pão congelada por um longo período é um desafio para indústria de panificação. O uso de diferentes técnicas pode ajudar a explicar os danos sofridos à massa de pão durante o congelamento e armazenamento congelado. A presença de água na forma de cristais de gelo foi vista como a principal causa de defeitos à estrutura da massa. Gomas guar e xantana foram incorporadas às massas para contornar os danos causados pelo congelamento. Das análises térmicas conduzidas em calorímetro de varredura diferencial foi possível quantificar a quantidade de gelo presente na massa. A adição de (0,125 a 0,250) g/100g de goma guar e de (0,214 e 0,250) g/100g de goma xantana diminuíram os valores de entalpia na massa ao longo do armazenamento congelado. A fração de gelo foi menor e mais estável nas massas contendo (0,125 e 0,250) g/100g de goma guar ou xantana. O valor da atividade de água diminuiu nas massas contendo goma guar e com níveis mais altos de goma xantana, após o ciclo de congelamento e descongelamento e 170 dias de armazenamento. Alterações na estrutura das massas foram medidas e visualizadas pela análise de textura e por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Adição de goma xantana e principalmente de goma guar às massas aumentaram a resistência à extensão após 170 dias de armazenamento congelado. A extensibilidade não foi influenciada pela adição de gomas e manteve estabilidade nos períodos de armazenamento estudados. A MEV ajudou a explicar os danos causados à rede de glúten pelos cristais de gelo ao longo do armazenamento congelado. A massa sem gomas apareceu com pequenos danos na rede de glúten com 21 dias de armazenamento e estes danos aumentaram progressivamente por até 170 dias, mostrando um glúten menos contínuo, mais rompido e separado dos grânulos de amido. As massas contendo gomas minimizaram, mas não evitaram os danos causados ao longo do armazenamento congelado. / The global quality of the frozen bread dough for long periods of frozen storage is the challenge to bakery industry. The use of different techniques could help to explain the damages caused in the frozen dough during the freezing and along frozen storage time. The presence of water as ice crystals was the main cause of damage on the dough structure. In order to minimize the freezing damages, guar and xanthan gums were incorporated in the dough. From thermal analysis by DSC technique, the amount of ice present in the dough was determined. The addition of (0.125 to 0.250) g/100g guar gum and (0.214 and 0.250) g/100g xanthan gum presented lower values of fusion enthalpy. The addition of (0.125 and 0.250) g/100g of guar gum decreased or stabilized the frozen water content, suggesting minimal damage on the dough structure along frozen storage time. The water activity in the dough samples with guar gum and higher quantities of xanthan gum decreased after the freezing-thawed cycle and after a period of frozen storage of 170 days. The incorporation of xanthan gum and mainly the incorporation of guar gum increased the maximum resistance of the dough after 170 days. The extensibility was not affected by addition of gums along frozen storage time. The MEV technical helped to explain the damaged dough structure caused by ice crystals along frozen storage time. Dough samples without gums presented structure damage only after 21 days and increased after 170 days, resulting in less continuous gluten, more disrupted and separated from starch granules. The doughs with gums suffered less damage in the gluten matrix, but did not avoid the problems caused by frozen storage.

A qualidade global da massa de pão congelada por um longo período é um desafio para indústria de panificação. O uso de diferentes técnicas pode ajudar a explicar os danos sofridos à massa de pão durante o congelamento e armazenamento congelado. A presença de água na forma de cristais de gelo foi vista como a principal causa de defeitos à estrutura da massa. Gomas guar e xantana foram incorporadas às massas para contornar os danos causados pelo congelamento. Das análises térmicas conduzidas em calorímetro de varredura diferencial foi possível quantificar a quantidade de gelo presente na massa. A adição de (0,125 a 0,250) g/100g de goma guar e de (0,214 e 0,250) g/100g de goma xantana diminuíram os valores de entalpia na massa ao longo do armazenamento congelado. A fração de gelo foi menor e mais estável nas massas contendo (0,125 e 0,250) g/100g de goma guar ou xantana. O valor da atividade de água diminuiu nas massas contendo goma guar e com níveis mais altos de goma xantana, após o ciclo de congelamento e descongelamento e 170 dias de armazenamento. Alterações na estrutura das massas foram medidas e visualizadas pela análise de textura e por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Adição de goma xantana e principalmente de goma guar às massas aumentaram a resistência à extensão após 170 dias de armazenamento congelado. A extensibilidade não foi influenciada pela adição de gomas e manteve estabilidade nos períodos de armazenamento estudados. A MEV ajudou a explicar os danos causados à rede de glúten pelos cristais de gelo ao longo do armazenamento congelado. A massa sem gomas apareceu com pequenos danos na rede de glúten com 21 dias de armazenamento e estes danos aumentaram progressivamente por até 170 dias, mostrando um glúten menos contínuo, mais rompido e separado dos grânulos de amido. As massas contendo gomas minimizaram, mas não evitaram os danos causados ao longo do armazenamento congelado. / The global quality of the frozen bread dough for long periods of frozen storage is the challenge to bakery industry. The use of different techniques could help to explain the damages caused in the frozen dough during the freezing and along frozen storage time. The presence of water as ice crystals was the main cause of damage on the dough structure. In order to minimize the freezing damages, guar and xanthan gums were incorporated in the dough. From thermal analysis by DSC technique, the amount of ice present in the dough was determined. The addition of (0.125 to 0.250) g/100g guar gum and (0.214 and 0.250) g/100g xanthan gum presented lower values of fusion enthalpy. The addition of (0.125 and 0.250) g/100g of guar gum decreased or stabilized the frozen water content, suggesting minimal damage on the dough structure along frozen storage time. The water activity in the dough samples with guar gum and higher quantities of xanthan gum decreased after the freezing-thawed cycle and after a period of frozen storage of 170 days. The incorporation of xanthan gum and mainly the incorporation of guar gum increased the maximum resistance of the dough after 170 days. The extensibility was not affected by addition of gums along frozen storage time. The MEV technical helped to explain the damaged dough structure caused by ice crystals along frozen storage time. Dough samples without gums presented structure damage only after 21 days and increased after 170 days, resulting in less continuous gluten, more disrupted and separated from starch granules. The doughs with gums suffered less damage in the gluten matrix, but did not avoid the problems caused by frozen storage.

O amido resistente de milho (ARM) não é digerido em humanos fornecendo benefícios para a saúde tais como redução do colesterol, do índice glicêmico e fermentação no cólon. Porém, a substituição parcial de farinha de trigo (FT) por ARM em massa de pão resulta na diluição do glúten prejudicando a qualidade do produto. Massa de pão foi produzida com 12,5 g/100g de ARM e os efeitos das enzimas glicose-oxidase (Gox), tranglutaminase (TG) e xilanase (HE) na massa foram estudados. Massa produzida sem ARM e sem enzimas foi considerada padrão e massa produzida com ARM e sem enzimas foi considerada controle para comparação. Uma metodologia foi desenvolvida para medir o torque durante o amassamento em grande escala, utilizando um reômetro dinâmico adaptado. As propriedades reológicas foram avaliadas nos testes de medidas descritivas de textura, adesividade Chen-Hoseney, extensão uniaxial Kieffer, extensão biaxial e testes oscilatórios em reômetro. Pão produzido de acordo com as formulações padrão, controle e ótima foi avaliado com relação ao volume específico (VEP), firmeza do miolo, cor e análise sensorial para o atributo preferência. As três enzimas testadas influenciaram positivamente o torque máximo atingido durante o amassamento que variou entre (8,36 e 9,38) N m. Gox e TG apresentaram efeito positivo na altura máxima desenvolvida pela massa medida em reofermentógrafo enquanto que o efeito da HE foi negativo. Uma formulação com ARM e enzimas apresentou desempenho de panificação similar a massa padrão (altura máxima ajustada igual a (45,5 ± 3,9) mm), correspondente a adição de (4, 2,5 e 0,5) mg/100g de TG, Gox e HE respectivamente (ótima). A formulação ótima apresentou adesividade, trabalho de adesão, coesividade, dureza, resiliência, resistência à extensão e extensibilidade similares a massa padrão e diferentes da massa controle. As enzimas aumentaram o índice de strain hardening reduzido pela adição de ARM. Para o pão de forma, o VEP variou entre (3,16 e 3,64) cm3/g (diferença não significativa) e o pão produzido com a formulação ótima foi o mais escolhido como preferido. Durante o armazenamento por até 7 dias, o ARM diminuiu a taxa de envelhecimento do pão enquanto que as enzimas apresentaram efeito oposto. Em geral, a substituição parcial de FT por ARM reduziu a elasticidade da massa diminuindo a qualidade do pão enquanto que as enzimas minimizaram esse efeito. / Resistant starch (RS) is not digested by humans providing benefits for health such as reduction of blood LDL cholesterol levels, reduction of post-prandial blood glucose and fermentation in the colon. However, partial replacement of wheat flour (WF) with RS prejudices bread quality due to gluten dilution. Dough was formulated with 12.5 g/100g of RS and the effects of the enzymes glucose-oxidase (Gox), tranglutaminase (TG) and xylanase (HE) were studied. Dough produced without RS or enzymes was considered as regular and dough produced with RS and without enzymes was considered as control for comparison. A methodology was developed to measure torque during dough mixing in large scale using a dynamic rheometer. With respect to dough rheology, tests performed included texture profile analysis, Chen-Hoseney stickiness, Kieffer uniaxial extension, biaxial extension and oscillatory tests in rheometer. Bread was produced from regular, control and optimum formulations and the quality was assessed concerning specific volume, firmness, color and preference by sensory panel. The three enzymes tested influenced positively the maximum torque during mixing which varied between (8.36 and 9.38) N m. Gox and TG showed positive effects on the maximum height developed by dough measured in rheofermentometer while HE showed a negative one. A formulation with RS and baking performance similar to regular dough was found (adjusted maximum height equal to (45.5 ± 3.9) mm), corresponding to (4, 2.5 and 0.5) mg/100g of TG, Gox and HE respectively (optimum). The optimum formulation showed stickiness, work of adhesion, cohesiveness, hardness, resilience, resistance to extension and extensibility, similar to the regular dough and statistically different from control dough. Strain hardening index was reduced by the addition of RS and increased by the addition of enzymes. Regarding bread tests, specific volume of bread varied between (3.16 e 3.64) cm3/g (not significant difference) and the bread produced with theoptimum dough was the most preferred by the sensory panel. During 7 days of storage, RS reduced the aging rate while enzymes had the opposite effect. In general, WF replacement by RS reduced dough elasticity affecting the bread quality while enzymes helped minimizing this effect.

O amido resistente de milho (ARM) não é digerido em humanos fornecendo benefícios para a saúde tais como redução do colesterol, do índice glicêmico e fermentação no cólon. Porém, a substituição parcial de farinha de trigo (FT) por ARM em massa de pão resulta na diluição do glúten prejudicando a qualidade do produto. Massa de pão foi produzida com 12,5 g/100g de ARM e os efeitos das enzimas glicose-oxidase (Gox), tranglutaminase (TG) e xilanase (HE) na massa foram estudados. Massa produzida sem ARM e sem enzimas foi considerada padrão e massa produzida com ARM e sem enzimas foi considerada controle para comparação. Uma metodologia foi desenvolvida para medir o torque durante o amassamento em grande escala, utilizando um reômetro dinâmico adaptado. As propriedades reológicas foram avaliadas nos testes de medidas descritivas de textura, adesividade Chen-Hoseney, extensão uniaxial Kieffer, extensão biaxial e testes oscilatórios em reômetro. Pão produzido de acordo com as formulações padrão, controle e ótima foi avaliado com relação ao volume específico (VEP), firmeza do miolo, cor e análise sensorial para o atributo preferência. As três enzimas testadas influenciaram positivamente o torque máximo atingido durante o amassamento que variou entre (8,36 e 9,38) N m. Gox e TG apresentaram efeito positivo na altura máxima desenvolvida pela massa medida em reofermentógrafo enquanto que o efeito da HE foi negativo. Uma formulação com ARM e enzimas apresentou desempenho de panificação similar a massa padrão (altura máxima ajustada igual a (45,5 ± 3,9) mm), correspondente a adição de (4, 2,5 e 0,5) mg/100g de TG, Gox e HE respectivamente (ótima). A formulação ótima apresentou adesividade, trabalho de adesão, coesividade, dureza, resiliência, resistência à extensão e extensibilidade similares a massa padrão e diferentes da massa controle. As enzimas aumentaram o índice de strain hardening reduzido pela adição de ARM. Para o pão de forma, o VEP variou entre (3,16 e 3,64) cm3/g (diferença não significativa) e o pão produzido com a formulação ótima foi o mais escolhido como preferido. Durante o armazenamento por até 7 dias, o ARM diminuiu a taxa de envelhecimento do pão enquanto que as enzimas apresentaram efeito oposto. Em geral, a substituição parcial de FT por ARM reduziu a elasticidade da massa diminuindo a qualidade do pão enquanto que as enzimas minimizaram esse efeito. / Resistant starch (RS) is not digested by humans providing benefits for health such as reduction of blood LDL cholesterol levels, reduction of post-prandial blood glucose and fermentation in the colon. However, partial replacement of wheat flour (WF) with RS prejudices bread quality due to gluten dilution. Dough was formulated with 12.5 g/100g of RS and the effects of the enzymes glucose-oxidase (Gox), tranglutaminase (TG) and xylanase (HE) were studied. Dough produced without RS or enzymes was considered as regular and dough produced with RS and without enzymes was considered as control for comparison. A methodology was developed to measure torque during dough mixing in large scale using a dynamic rheometer. With respect to dough rheology, tests performed included texture profile analysis, Chen-Hoseney stickiness, Kieffer uniaxial extension, biaxial extension and oscillatory tests in rheometer. Bread was produced from regular, control and optimum formulations and the quality was assessed concerning specific volume, firmness, color and preference by sensory panel. The three enzymes tested influenced positively the maximum torque during mixing which varied between (8.36 and 9.38) N m. Gox and TG showed positive effects on the maximum height developed by dough measured in rheofermentometer while HE showed a negative one. A formulation with RS and baking performance similar to regular dough was found (adjusted maximum height equal to (45.5 ± 3.9) mm), corresponding to (4, 2.5 and 0.5) mg/100g of TG, Gox and HE respectively (optimum). The optimum formulation showed stickiness, work of adhesion, cohesiveness, hardness, resilience, resistance to extension and extensibility, similar to the regular dough and statistically different from control dough. Strain hardening index was reduced by the addition of RS and increased by the addition of enzymes. Regarding bread tests, specific volume of bread varied between (3.16 e 3.64) cm3/g (not significant difference) and the bread produced with theoptimum dough was the most preferred by the sensory panel. During 7 days of storage, RS reduced the aging rate while enzymes had the opposite effect. In general, WF replacement by RS reduced dough elasticity affecting the bread quality while enzymes helped minimizing this effect.